Optimal construction method and pile structure of marine foundation piles by the transparent ground technique and numerical analysis

透明地基技术与数值分析优化海洋基桩施工方法及桩基结构

• 批准号: 22K04306
• 负责人: 野村 瞬
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Tokyo University of Marine Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04306/
• 关键词: 海底地盤; 洋上風力発電; 可視化技術; 杭構造物; 海洋地盤; 数値解析; 模型試験

洋上風力発電における基礎構造物の需要拡大に伴い、水深50m以深の海底地盤上で安全に早く杭基礎を打設する技術の重要度が増してきている。しかしながら、高深度の海洋地盤における杭基礎は施工実績が極めて少なく、経験則に基づく知見が蓄積されていない。特に、海洋での打設作業は、作業性が著しく悪いので、シップタイムが制限される厳しい条件でも短時間で確実に施工を完了できる革新的な技術が必要とされている。また、海洋杭の研究は、古くから海洋土木の分野で積極的に行われてきた。現場のニーズに合わせて杭の工法やサイズが決定され、一定の設計強度が担保されれば、それ以上に技術開発が望まれないという特性上、90％以上がモノパイルの打設杭によって賄われてきたという背景がある。しかしながら、1990年代以降の海洋杭の大型化に応じて施工性が急激に減少するとともに、騒音や振動の抑制といった海洋生物への影響を考慮した施工が望まれるようになっており、革新的な施工法や最適な杭配置による強靭な海底杭基礎構造の構築が喫緊の課題となっている。簡便かつ短時間で杭基礎の施工を完了するための技術確立に向け、2022年度は、開発中の地盤透明化技術を応用し、構造物貫入中の地盤と構造物の高精度可視化に挑戦した。適切な材料選定や温度管理を進めることで、地盤内を高精度に可視化することに成功した。また、載荷試験装置の設計・政策を進めることにより、模型構造物の地盤への貫入過程を簡便に観察することに成功し、予備的な条件のもとで画像解析を進めている。

随着对海上风力发电的基础结构的需求不断增长，技术对于安全，快速将桩基础的重要性与50m更深的海底地面上的重要性正在增加。但是，高深海洋土壤上的桩基础几乎没有建筑经验，并且基于经验法则的知识尚未积累。特别是，由于海洋铸造行动的可加工性极差，因此需要创新的技术来确保即使在船舶时间有限的严重条件下，安装也可以在短时间内完成。此外，从远古时代起，对海洋桩的研究就在海洋土木工程领域进行了积极进行。由于确定桩的构造方法和尺寸以满足站点的需求并保证了一定的设计强度，因此甚至不需要技术发展，并且有一个背景是，超过90％的桩已被单型铸造桩覆盖。但是，随着1990年代以来海洋桩变得更大，建筑迅速减少，现在需要考虑到对海洋生物的影响，例如抑制噪声和振动。使用创新的建筑方法和最佳桩布置的强大海床桩基础结构的构建已成为一个紧迫的问题。为了建立技术以在2022财年的简单和短时间内完成桩基础构建，我们应用了目前正在开发的地面透明技术，以挑战自己，以在结构渗透过程中可视化地面和结构。通过适当的材料选择和温度控制，我们成功地以高度准确地可视化了地面。此外，通过促进负载测试设备的设计和政策，我们成功地以简单的方式成功地观察了模型结构的穿透过程，并在初步条件下进行了图像分析。

项目成果

砂地盤における拡底杭の先端形状が引抜き抵抗力に与える影響の検討

沙地基扩底桩端部形状对抗拔力影响的检验

• 发表时间: 2022
• 作者: 藤方陸人;稲葉飛多記
• 通讯作者: 稲葉飛多記

小型基礎模型の貫入に伴う 支持力機構の形成を観測する ための透明地盤の改良

改善透明地面，观察小地基模型穿透形成的承载力机制

• 发表时间: 2022
• 作者: 藤方陸人